APP 2024 年 9 月 13 日，貴州師范大學喀斯特研究院教授、國家林草局世界遺產(chǎn)專家委員會副秘書長肖時珍在科普中國·星空講壇“傳承科學家精神，點亮地質(zhì)之光”主題場帶來演講《中國南方喀斯特——世界自然遺產(chǎn)的前世今生》。
以下是肖時珍的演講節(jié)選：
“喀斯特”這個術語源自前南斯拉夫西北部的伊斯的里亞半島，那里有一個名為喀斯特高原的地區(qū)。19世紀末，學者司威奇對這片區(qū)域進行了研究，發(fā)現(xiàn)支撐這個地貌發(fā)育的巖石非常獨特，它能夠被酸劑溶解，它的地貌形成過程也非常獨特，所以學者們就把這種類似于喀斯特高原沉積的類型叫做喀斯特地貌。
因此，“喀斯特”指的就是水對可溶性巖石進行的以化學溶蝕為主，輔以水的機械侵蝕和崩塌作用，并伴隨著物質(zhì)的攜出、轉(zhuǎn)移和再沉積的綜合地質(zhì)作用。由喀斯特作用所形成的地貌我們就把它叫做喀斯特地貌。
從下面這張圖可以看出，大氣中存在著大量的二氧化碳，這些二氧化碳可能來源于植物、地下釋放或土壤微生物的呼吸。這些二氧化碳與大氣中的水分反應，生成碳酸。接著，碳酸與以碳酸鈣為主要成分的碳酸鹽巖發(fā)生反應，生成鈣離子和碳酸氫根離子。這一過程不僅將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為水中的碳酸氫根離子并被帶走，而且通過溶蝕碳酸鹽巖形成喀斯特地貌。這就是喀斯特作用過程的基本原理。
圖片來源于肖時珍演講PPT
喀斯特的研究的非常重要。為什么呢？首先，喀斯特地貌在全球分布極為廣泛，其面積約占地球陸地總面積的15%。除此之外，全球約有20%到25%的人口依賴喀斯特區(qū)域的水源生存。
中國是世界上喀斯特地貌分布最廣的國家之一，喀斯特地貌總面積達到344萬平方公里，其中中國南方的喀斯特面積約為55萬平方公里。中國南方的喀斯特地區(qū)被公認為全球濕潤熱帶和亞熱帶地區(qū)典型的喀斯特地貌發(fā)育區(qū)域。
中國南方喀斯特世界自然遺產(chǎn)有哪些？
首先，我們來探訪一下中國南方喀斯特系列世界自然遺產(chǎn)中海拔最高的地區(qū)——云南石林。
云南石林坐落在云南省昆明市，位于云貴高原的高原面上。它是最具代表性的熱帶亞熱帶劍狀喀斯特，以其不同形態(tài)的高大溶柱為特征，而這些溶柱是由支撐云南石林喀斯特地貌發(fā)展的巖石構成的，它們非常古老，距今約2.7億年。
圖片來源于肖時珍演講PPT
接下來，我們前往金佛山，這是中國南方喀斯特世界自然遺產(chǎn)中不可或缺的一部分。
金佛山位于重慶市南川區(qū)，以其高聳的山勢、強烈的切割作用、眾多的陡巖和峽谷而聞名。金佛山發(fā)育的基巖與云南石林相同，都是大約2.7億年前沉積的二疊系碳酸鹽巖，主要是石灰?guī)r。
地勢抬升后，周圍的巖石地層被切割掉，唯獨金佛山保留下來，形成了一座孤立的臺原。正如照片中所見，金佛山周圍有許多陡崖，它被一個陡崖圈環(huán)繞，形成了一個非常典型的臺原喀斯特地貌。
圖片來源于肖時珍演講PPT
金佛山不僅有臺原喀斯特、陡崖、峰叢洼地，還有大型洞穴。這些洞穴的規(guī)模與目前保留的臺原補給面積并不匹配。我們推測它們的來源是二疊系之下的地層，包括志留系這套非喀斯特地層，再往下還有寒武系地層，這也是金佛山的重要價值之一。金佛山還保留了大量過去古喀斯特水文作用下形成的洞穴過程。
除了其獨特的地質(zhì)地貌特征外，金佛山還擁有非常多樣的植被類型和復雜的群落結構，生物多樣性極為豐富。這里棲息著許多珍稀瀕危和特有物種，因此重慶金佛山在生物生態(tài)保護和研究方面具有極高的價值。
除了金佛山，重慶市還有另一處中國南方喀斯特世界自然遺產(chǎn)的組成部分——武隆喀斯特。它位于重慶市武隆區(qū)，發(fā)育了豐富的大型漏斗、峽谷、天生橋、大型溶洞以及洞穴次生化學沉積物。
圖片來源于肖時珍演講PPT
接下來我們來到貴州施秉。施秉喀斯特發(fā)育的基巖是非常典型的白云巖，它非常古老，來自寒武紀，距今約5億多年前，這也是施秉喀斯特地貌最為獨特的地方。
在白云巖上發(fā)育的溶痕，像我們在砧板上切菜時、在砧板上留下密密麻麻的刀砍紋，因此我們也把這種溶蝕特征稱為刀砍紋狀溶痕。有些學者則將其比喻為象皮，因為它像大象皮膚的紋理。還有學者稱之為太婆臉，就像老奶奶臉上的皺紋。這種溶痕是白云巖的一個典型特征。
圖片來源于肖時珍演講PPT
接下來我們前往貴州荔波喀斯特。
荔波位于貴州省荔波縣，主要包括荔波樟江國家級風景名勝區(qū)的大小七孔景區(qū)以及茂蘭國家級自然保護區(qū)。荔波喀斯特是峰叢喀斯特、錐狀喀斯特的典型代表。
峰叢錐狀喀斯特發(fā)育了多種組合形態(tài)，比如峰叢洼地，當峰叢洼地呈串珠狀相連，經(jīng)過持續(xù)的溶蝕作用連成一條長長的谷地時，就形成了峰叢谷地這種地貌組合形態(tài)。除了峰叢谷地，還有峰叢峽谷，例如荔波大七孔天生橋，就是一個典型的峰叢峽谷。這座天生橋的前后，是地下暗河下游洞穴頂板崩塌后保留下來的殘余巖體，這個地方非常典型地反映出喀斯特的特征。
圖片來源于肖時珍演講PPT
除了地貌的典型性，荔波的地下世界也同樣豐富多彩。在荔波地下發(fā)育著許多洞穴，這些洞穴不僅擁有豐富、重要且具有很高科研價值和美學價值的洞穴沉積，還有非常漂亮的生物多樣性。
比如下面這張圖片就是荔波盲條鰍，它的顏色非常獨特，幾乎呈白色，是透明的。這是因為這些生物長期生活在不見陽光的洞穴環(huán)境中，導致它們的色素逐漸退化，眼睛功能也退化了，觸須變得更加發(fā)達。這是因為在這種缺乏陽光的環(huán)境中，生物不再依賴視覺來捕食，而是依靠觸須來感知和捕捉食物。這種適應黑暗環(huán)境的進化是喀斯特洞穴生物多樣性中的一個奇妙現(xiàn)象。
圖片來源于肖時珍演講PPT
最后，我們再來看廣西桂林喀斯特地貌。這里的山峰一座接一座，山峰坡度接近九十度，更像是一座座塔峰。因此，廣西桂林被譽為全球塔狀喀斯特發(fā)育的典型地區(qū)。
桂林還有一個名為“葡萄”的地方，這里有典型的葡萄峰林。漓江兩岸的東面區(qū)域有著陡峭的塔峰，而離漓江稍遠的地方依然保留了錐狀喀斯特和峰叢喀斯特的一些特征。因此，桂林不僅是全球熱帶和亞熱帶塔狀喀斯特的重要模式地，它還為峰叢地貌和峰林地貌的協(xié)同發(fā)育提供了重要的證據(jù)，這種現(xiàn)象被稱為“桂林模式”，在濕潤熱帶和亞熱帶地區(qū)非常著名，這也是桂林吸引眾多人們青睞的重要原因。許多國外學者將桂林比作中國南方喀斯特的“皇冠上的鉆石”，這足以說明它的重要性和典型性。
圖片來源于肖時珍演講PPT
